Tipos de tiristores y sus aplicaciones

Comercialmente, los primeros dispositivos de tiristores se lanzaron en 1956. Con un dispositivo pequeño, el tiristor puede controlar grandes cantidades de voltaje y potencia. La amplia gama de aplicaciones en atenuadores de luz, control de potencia eléctrica y control de velocidad de motores eléctricos. Anteriormente, los tiristores servían como inversión de corriente para apagar el dispositivo. De hecho, requiere corriente continua por lo que es muy difícil de aplicar al dispositivo. Pero ahora, utilizando la señal de la puerta de control, se pueden encender y apagar nuevos dispositivos. Los tiristores se pueden utilizar para encender y apagar completamente. Pero el transistor está entre los estados de encendido y apagado. Por lo tanto, el tiristor se usa como interruptor y no es adecuado como amplificador analógico. Siga el enlace para: Técnicas de comunicación de tiristores en electrónica de potencia

¿Qué es un tiristor?

Un tiristor es un dispositivo semiconductor de cuatro capas con material tipo P y N. Cada vez que una puerta recibe una corriente de activación, comienza a conducir hasta que el voltaje a través del dispositivo tiristor está polarizado directamente. Por lo tanto, actúa como un interruptor biestable en esta condición. Para controlar la gran cantidad de corriente de los dos hilos, tenemos que diseñar un tiristor de tres hilos combinando la pequeña cantidad de corriente con esta corriente. Este proceso se conoce como control de plomo. Si la diferencia de potencial entre los dos conductores está por debajo del voltaje de ruptura, se usa un tiristor de dos conductores para encender el dispositivo.

Símbolo del circuito de tiristores

El símbolo del circuito del tiristor se muestra a continuación. Tiene tres terminales ánodo, cátodo y puerta.

Hay tres estados en un tiristor.

• Modo de bloqueo inverso– En este modo de operación, el diodo bloqueará el voltaje aplicado.
• Modo de bloqueo frontal– En este modo, el voltaje aplicado en una dirección hace que un diodo conduzca. Pero la conducción no ocurrirá aquí porque el tiristor no se ha disparado.
• Modo de conducción hacia adelante– El tiristor se ha disparado y la corriente fluirá a través del dispositivo hasta que la corriente directa alcance el valor umbral denominado “corriente de mantenimiento”.

Diagrama de capas de tiristores

El tiristor consta de tres uniones p-n a saber, J1, J2 y J3.Si el ánodo tiene un potencial positivo con respecto al cátodo y el terminal de puerta no se activa con ningún voltaje, entonces J1 y J3 estarán en una condición de polarización directa. Mientras que la unión J2 estará en condición de polarización inversa. La unión J2 estará por tanto en estado desactivado (no habrá conducción). Si el aumento de voltaje a través del ánodo y el cátodo más allá de la V_BO(voltaje de ruptura), luego ocurre una ruptura de avalancha para J2, luego el tiristor estará en estado ENCENDIDO (comienza a conducir).

si un V_gramo (Potencial positivo) se aplica a la terminal de la puerta, luego se produce una falla en la unión J2 que será de bajo valor V_Alaska. El tiristor puede cambiar al estado ON, seleccionando un valor apropiado V_gramo. En condiciones de ruptura por avalancha, el tiristor conducirá continuamente independientemente del voltaje de la puerta, hasta que, y a menos que,

• El potencial V_Alaska se elimina o
• La corriente de retención es mayor que la corriente que fluye a través del dispositivo.

aquí V_gramo– Pulso de tensión que es la tensión de salida del oscilador de relajación UJT.

Circuitos de conmutación de tiristores

• Circuito de tiristores de CC
• Circuito de tiristores de CA

Circuito de tiristores de CC

Cuando se conecta a la alimentación de CC, para controlar cargas y corrientes de CC más grandes, usamos un tiristor. La principal ventaja del tiristor en un circuito de CC como interruptor es que proporciona una alta ganancia de corriente. Una pequeña corriente de puerta puede controlar grandes cantidades de corriente de ánodo, por lo que el tiristor se conoce como un dispositivo operado por corriente.

Circuito de tiristores de CA

Cuando se conecta a la fuente de alimentación de CA, el tiristor actúa de manera diferente porque no es lo mismo que el circuito conectado de CC. Durante medio ciclo, el tiristor se usa como un circuito de CA, lo que hace que se apague automáticamente debido a su condición de polarización inversa.

Tipos de tiristores

Según las capacidades de encendido y apagado, los tiristores se clasifican en los siguientes tipos:

• Tiristor controlado por silicio o SCR
• Puerta desactivar tiristores o GTO
• El transmisor desactiva los tiristores o ETO
• Tiristores de conducción inversa o RCT
• Tiristores triodo bidireccionales o TRIAC
• MOS deshabilitar tiristores o MTO
• Tiristores bidireccionales controlados por fase o BCT
• Tiristores de conmutación rápida o SCR
• Rectificadores controlados por silicio activados por luz o LASCR
• Tiristores controlados por FET o FET-CTH
• Tiristores conmutados de puerta integrada o IGCT

Para una mejor comprensión de este concepto, aquí explicamos algunos de los tipos de tiristores.

Rectificador controlado por silicio (SCR)

Un rectificador controlado por silicio también se denomina rectificador de tiristores. Es un dispositivo semiconductor de control de corriente de cuatro capas. Los SCR solo pueden conducir corriente en una dirección (dispositivos unidireccionales). Los SCR pueden activarse normalmente mediante la corriente aplicada al terminal de puerta. Más información sobre SCR. Siga el enlace para obtener más información sobre: ​​Conceptos básicos y características del tutorial SCR

Tiristores de desactivación de puerta (GTO)

Uno de los tipos especiales de dispositivos semiconductores de alta potencia es el GTO (tiristor de apagado de puerta). El terminal de la puerta controla los interruptores para encender y apagar.

Si se aplica un pulso positivo entre los terminales del cátodo y la puerta, el dispositivo se encenderá. Los terminales del cátodo y la puerta se comportan como una unión PN y hay un voltaje relativamente pequeño entre los terminales. No es fiable como un SCR. Para mejorar la confiabilidad, necesitamos mantener una pequeña cantidad de corriente de puerta positiva.

Si se aplica un pulso de voltaje negativo entre los terminales de puerta y cátodo, el dispositivo se apagará. Para inducir el voltaje del cátodo de la puerta, se roba parte de la corriente directa, que a su vez puede caer la corriente directa inducida y automáticamente GTO entrará en estado de bloqueo.

Aplicaciones

• Motores de velocidad variable
• Inversores de alta potencia y tracción

Aplicación GTO en variador de velocidad

Hay dos razones principales por las que el variador de velocidad es la conversación y el control de la energía del proceso. Y proporciona un funcionamiento más suave. El GTO de conducción inversa de alta frecuencia está disponible en esta aplicación.

Tiristor de apagado del transmisor

El tiristor de apagado del emisor es un tipo de tiristor y se encenderá y apagará mediante MOSFET. Incluye las ventajas de MOSFET y GTO. Consta de dos puertas: una puerta se usa para encender y otra puerta con un MOSFET en serie se usa para apagar.

Si se aplica una puerta 2 con un voltaje positivo y que activará el MOSFET que está conectado en serie con la terminal del cátodo del tiristor PNPN. El MOSFET conectado al terminal de puerta de tiristores se apagará cuando apliquemos voltaje positivo a la puerta 1.

La desventaja del MOSFET conectado en serie con el terminal de puerta es que la caída de voltaje total aumenta de 0,3 V a 0,5 V y las pérdidas correspondientes.

Aplicaciones

El dispositivo ETO se utiliza para el limitador de corriente de falla y el disyuntor de estado sólido debido a su alta capacidad de interrupción de corriente, rápida velocidad de conmutación, estructura compacta y baja pérdida de conducción.

Características de funcionamiento de ETO en disyuntor de estado sólido

En comparación con la aparamenta electromecánica, los interruptores automáticos de estado sólido pueden ofrecer ventajas en términos de vida útil, funcionalidad y velocidad. Durante el transitorio de apagado, podemos observar las características de operación de un Interruptor de alimentación de semiconductores ETO.

Tiristores de conducción inversa o RCT

El tiristor normal de alta potencia es diferente del tiristor de conducción inversa (RCT). RCT no puede realizar el bloqueo inverso debido al diodo inverso. Si usamos una rueda libre o un diodo invertido, será más ventajoso para este tipo de dispositivos. Porque el diodo y el SCR nunca conducirán y no pueden producir calor simultáneamente.

Aplicaciones

Aplicaciones de tiristores de conducción inversa o RCT en inversores y cambiadores de frecuencia, utilizados en controladores de CA que utilizan el circuito Snubbers.

Aplicación en controlador AC usando snubbers

La protección de los elementos semiconductores contra sobretensiones consiste en disponer los condensadores y resistencias en paralelo con los interruptores individualmente. Así, los componentes están siempre protegidos de sobretensiones.

Tiristores triodo bidireccionales o TRIAC

TRIAC es un dispositivo de control de corriente y es un semiconductor de tres terminales dispositivo. Se deriva del nombre llamado triodo para corriente alterna. Los tiristores solo pueden conducir en una dirección, pero el TRIAC puede conducir en ambas direcciones. Hay dos opciones para cambiar la forma de onda de CA para las dos mitades: una usa TRIAC y la otra son tiristores conectados espalda con espalda. Para encender medio ciclo usamos tiristores y para encender otro ciclo usamos tiristores conectados inversamente.

Aplicaciones

Se utiliza en atenuadores de luz domésticos, controles de motores pequeños, controles de velocidad de ventiladores eléctricos, control de electrodomésticos pequeños de CA.

Aplicación en atenuador de luz para el hogar.

Utilizando las partes picadas de voltaje de corriente alterna el atenuador funcionará. Permite que la lámpara pase solo partes de la forma de onda. Si dim es mayor que el hash de forma de onda, también es mayor. La potencia transferida determinará principalmente el brillo de la lámpara. Generalmente, el TRIAC se usa para hacer el atenuador.

Se trata de Tipos de tiristores y sus aplicaciones. Creemos que la información proporcionada en este artículo es útil para una mejor comprensión de este proyecto. Además, para cualquier consulta relacionada con este artículo o cualquier ayuda para implementar los proyectos eléctricos y electrónicos, no dude en comunicarse con nosotros iniciando sesión en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para ti, ¿cuáles son los tipos de tiristores?

Créditos fotográficos :

1. símbolo de tiristor wikimedia
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